化学实验室常用仪器_高效课堂教学与化学实验创新设计

时间：2019-02-05 03:32:03　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：研究表明化学实验为打造高效课堂、培养学生的创新能力方面提供了条件。认为要确保每一个实验都安全、成功、高效。教师需突破思维定势的干扰，运用创造性思维，积极进行化学实验创新方案的优化设计。
　　关键词：高效教学；化学实验设计；创造性思维
　　文章编号：1005－6629(2011)03－0013－03
　　中图分类号：G633.8
　　文献标识码：B
　　
　　在新课程改革的背景下"如何提高化学课堂教学的效率从而达到新课程标准提出三维教学目标，这是摆在每一位化学教师面前的研究课题。如何才能提高化学课堂教学效率呢?化学实验在打造化学高效课堂的过程中起着举足轻重的作用。它有利于学生对化学知识的理解，培养学生的科学素养和创新能力。为此，笔者结合教学实践，仅对进行化学实验创新设计，提高化学课堂教学效率作初步探讨。
　　
　　1　化学实验为打造高效课堂教学提供了条件
　　
　　化学是一门以实验为基础的学科，化学实验在化学教与学的过程中均起着举足轻重的作用。化学实验不仅是解决化学问题的重要手段，而且还是科学探究的主要途径。世界上许许多多的著名化学家，都是在实验室里创造出科学上的奇迹。因此，化学实验一直都是化学教师关注的一个热点，也是我们在教学过程中不可忽视的重要部分。新课程更强调化学实验的学习，不仅增加了化学实验的数量，而且对实验技能的要求也有提高，这就对我们如何提高化学课堂教学效率，实施高效教学提出了更大的挑战和要求。
　　什么是高效教学呢?天津师范大学王光明教授认为，教学效率是相对概念，同样的学习结果一认知成绩、理性精神、效率意识、良好认知结构和化学学习能力，教师和学生投入较少，则教学效率高；同样的投入，学习效果好而且多样，则教学效率高。而高效教学则是指用尽可能少的时间获取最大教学效益的教学活动。
　　怎样才算是一堂高效率的课?天津教科院的王敏勤老师认为，教师上完课后只要问自己4个问题，就知道这堂课的效率如何。这4个问题是：(1)这节课让学生获得什么，获得多少?(2)让学生用多长时间获得?(3)让学生怎样获得?(4)是否每个学生都达成了教学目标?听过的很快会忘记；看过的有一些印象；做过的才能理解、掌握。这句话说明，学生只有亲自操作，经历了探索知识的过程，他们对知识的理解才能深刻，记忆才能牢固。在教学过程中，让学生在已学知识的基础上独立思考、主动探索，继而通过交流、优化、深化，他们对知识理解会更透彻，运用会更灵活、准确，学习的效率就会更高。而化学实验在使学生进行主动参与，乐于探究交流与合作的学习方面具有得天独厚的优势，这也为我们打造高效化学课堂提供了条件。所以，教师在教学时，要精心进行教学设计，面向全体学生、着眼于学生的发展，充分利用上课的45分钟时间，通过对话讲解、实验探究、互动交流等教学方法和手段，将各个教学环节有效的整合到一起，促进学生自主地参与化学学习，使全体学生都能达到具有可操作性和可检测性教学目标的要求。
　　
　　2　高效课堂教学需要化学实验创新设计
　　
　　在化学实验教学中，经常会遇到下列情形：将等体积的酒精和水混合进行分子间隔实验时，溶液体积的变化不明显；做粉尘爆炸或氢氯爆炸实验时，不能按要求爆炸而使实验失败；做电泳实验的耗时较长；在学习熵的概念时，只有抽象的理论知识而无直观实验……等等。出现这些问题的化学课堂教学不但不是高效课堂，反而会给学生学习化学带来负面影响，使学生失去学习的兴趣。因此，打造化学高效课堂的前提，就要确保每一个实验都要安全、成功、高效。化学高效课堂教学需要化学实验创新设计。要做到这一点，教师就要运用创造性思维，积极主动进行化学实验创新方案的优化设计。
　　北京师范大学的刘知新先生结合中学化学实验教学实际和设备条件，鼓励化学教师积极进行化学实验设计，并提出化学实验设计方案的标准，这就是：教学效果明显；绿色化，操作安全；装置简单；易操作、用量少；步骤少、时间短。因此，我们在化学实验创新设计的过程中要以此标准不断优化实验方案，充分发挥化学实验的教育教学功能，达到化学高效课堂的教学要求。
　　
　　3　创造性思维是提高化学实验创新设计水平的催化剂
　　
　　化学实验设计中的创造性思维是指伴随着化学实验设计活动而进行的一系列思维活动，笔者通过对天津市化学实验创新设计大赛的部分获奖教师在化学实验设计时所应用的创造性思维进行综合分析、归纳后得出：在化学实验设计过程中，融合着分析归纳、发散聚合、联想迁移、逆向、类比、组合、直觉……等多种创造性思维方法。化学实验创新设计的过程就是多种创造性思维的综合运用过程。运用创造性思维进行化学实验创新设计，可以收到事半功倍的成效。
　　例如，“电泳”实验一般都是在U形管中进行的，在通直流电时，带电的氢氧化铁胶体粒子在进行移动时，一方面要靠正、负电性的作用，另一方面还要克服重力的吸引。因此，此实验所需要的电压高(110V)，时间长(约20分钟)，实验现象不明显。某老师运用逆向思维的方法，在不改变操作要求的前提下，设计了“自制电泳实验装置”(如图1所示)，即用的倒置U形管进行实验，电压只需12V，3分钟即可以观察到明显的实验效果。改进后的实验之所以取得这样好的效果，是将以前阻碍氢氧化铁胶体粒子向上移动的重力，转变为促进它向下移动的动力。
　　
　　又例如，“在滤纸上还原氧化铜”的实验设计，主要是用直觉思维并通过综合分析设计出来的。某老师，在用酒精灯加热烘干被硫酸铜溶液浸湿的滤纸时，偶然发现，烘干后的滤纸在点燃时没有火焰产生，而是出现红热现象，此现象一直延续到反应结束，最后剩余的不是普通滤纸燃烧后的灰烬，而是红色固体物质。对此现象，他们凭直觉感到，这是一个新的实验事实。于是又从反应原理、操作方法等方面进行了综合分析和深入探究，终于设计出“在滤纸上还原氧化铜”的实验方案。下列几个在第十届化学实验教学创新研讨会上展示并获得一等奖的实验也均是用创造性思维设计出来的。“点纸成金一在滤纸上还原Fe3+离子的实验设计”，则是在“滤纸上还原氧化铜”的实验设计的基础上，进行相似联想，并通过迁移而设计出来的。“过氧化钠在碳还原氧化铜等实验中的妙用”的实验是运用类比联想的方法设计出来的。某老师将此实验与铝热剂实验进行了研究对比，找出这两个实验的相同点(都是氧化还原反应且反应物均为固体粉末；反应开始时均需高温；生成物均有金属单质)和不同点(一个是用金属铝的粉末和氧化铁粉末反应，另一个是用非金属木炭粉末和氧化铜粉末反应。)通过分析对比后，设计出用带火星的木条，就可以引发碳还原氧化铜的反应，并得到具有金属光泽铜块的新方案。“铝和水蒸气反应实验的绿色化设计”是通过对铝和水蒸气反应的实验原理、方法及实验装置进行综合分析、归纳对比后，得出此实验的成败关键是防止除去氧化膜后的铝片再被氧化。经过不断的探究，调整实验方案，最后设计出不使用汞盐溶液的安全、环保、简单、易做的实验方案。“一个异乎寻常的冷胀热缩的现象一关于‘熵’的实验设计’例则是采用寻弱思维的方法对已有实验中的‘缺欠”之处即“用大功率电灯加热和观察电子天平的数值变化”改为“用水蒸气加热和观察刻度的变化”，改进后的实验，不但降低了实验成本，简化了实验操作，而且还增加了可见度。
　　综上所述，化学实验教学在打造高效课堂，培养学生的创新能力方面，有其得天独厚的条件。教师在应用创造性思维进行化学实验设计时，首先要树立实验意识，才能在一些社会现象、生活现象观察中发现问题，产生联想，并将有关的内容迁移到化学实验设计中，从而完成化学实验设计的课题。在进行化学实验设计时，要有意识地抛开以往思考这些问题时的习惯(思维程序和模式)，敢于开发新思路。要警惕和排除思维定势对寻求新的设想可能产生的束缚作用。同时，还要遵循进行化学实验研究的基本原则和进行实验研究的程序，在保证安全的前提下进行，这样才会收到事半功倍的效果。

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